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       金剛石資源簡介

  金剛石是碳在高溫高壓條件下的結晶體,是自然界最硬的礦物。其名稱來源于希臘文“Adamas”,意為堅硬無敵。
  金剛石的化學成分為C,與石墨同是碳的同質多象變體。在礦物化學組成中,總含有Si、Mg、Al、Ca、Mn、Ni等元素,并常含有Na、B、Cu、Fe、Co、Cr、Ti、N等雜質元素,以及碳水化合物。
  金剛石礦物晶體構造屬等軸晶系同極鍵四面體型構造。碳原子位于四面體的角頂及中心,具有高度的對稱性。單位晶胞中碳原子間以同極鍵相連結,距離為1.54(10-10m)。常見晶形有八面體、菱形十二面體、立方體、四面體和六八面體等。
  金剛石莫氏硬度為10,顯微硬度為98 654.9MPa(100 060kg/mm2),絕對硬度大于石英的1 000倍,大于剛玉的150倍。礦物性脆,貝殼狀或參差狀斷口,在不大的沖擊力下會沿晶體解理面裂開,具有平行八面體的中等或完全解理,平行十二面體的不完全解理。礦物質純,密度一般為3 470~3 560kg/m3。
  金剛石的顏色取決于純凈程度、所含雜質元素的種類和含量,極純凈者無色,一般多呈不同程度的黃、褐、灰、綠、藍、乳白和紫色等;純凈者透明,含雜質的半透明或不透明;在陰極射線、X射線和紫外線下,會發出不同的綠色、天藍、紫色、黃綠色等色的熒光;在日光曝曬后至暗室內發淡青藍色磷光;金剛光澤,少數油脂或金屬光澤,高折射率,一般為2.40~2.48。
  金剛石的熱導率一般為136.16w/(m·k),其中Ⅱa型金剛石熱導率極高,在液氮溫度下為銅的25倍,并隨溫度的升高而急劇下降,如在室溫時為銅的5倍;比熱容隨溫度上升而增加,如在-106℃時為399.84J/(kg·k),107℃時為472.27J/(kg·k);熱膨脹系數極小,隨溫度上升而增高,如在-38.8℃時為0,0℃時為5.6×10-7;在純氧中燃點為720~800℃,在空氣中為850~1 000℃,在絕氧下2 000~3 000℃轉變為石墨。
  金剛石化學性質穩定,具有耐酸性和耐堿性,高溫下不與濃HF、HCl、HNO3作用,只在Na2CO3、NaNO3、KNO3的熔融體中,或與K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸時,表面會稍有氧化;在O、CO、CO2、H、Cl、H2O、CH4的高溫氣體中腐蝕。
  金剛石還具有非磁性、不良導電性、親油疏水性和摩擦生電性等。唯Ⅱb型金剛石具良好的半導體性能。
  根據金剛石的氮雜質含量和熱、電、光學性質的差異,可將金剛石分為Ⅰ型和Ⅱ型兩類,并進一步細分為Ⅰa、Ⅰb、Ⅱa、Ⅱb四個亞類。Ⅰ型金剛石,特別是Ⅰa亞型,為常見的普通金剛石,約占天然金剛石總量的98%。Ⅰ型金剛石均含有一定數量的氮,具有較好的導熱性、不良導電性和較好的晶形。Ⅱ型金剛石極為罕見,含極少或幾乎不含氮,具良好的導熱性和曲面晶體的特點。Ⅱb亞型金剛石具半導電性。由于Ⅱ型金剛石的性能優異,因此多用于空間技術和尖端工業。兩類金剛石特征比較見表4.12.1。
  金剛石礦石有巖漿巖和砂礦兩類。已知含金剛石的巖漿巖有金伯利巖、鉀鎂煌斑巖和橄欖巖3種,其中金伯利巖型和鉀鎂煌斑巖型具有工業意義.
  金剛石是一種稀有、貴重的非金屬礦產,在國民經濟中具有重要的作用。金剛石按用途分為兩類:質優粒大可用作裝飾品的稱寶石級金剛石,質差粒細用于工業的稱工業用金剛石。
  寶石級金剛石,又稱鉆石,光澤燦爛,晶瑩剔透,被譽為“寶石之王”,價值昂貴,是世界公認的第一貨品,其占有程度和消費水平往往被視為是衡量個人和國家經濟富裕程度的標志。達不到寶石級的金剛石(工業用金剛石),以其超硬性廣泛用于機電、光學、建筑、交通、冶金、地勘、國防等工業領域和現代高、新技術領域。


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